摘 要 本次设计是基于Cortex-M3内核的信号采集与数据处理的系统以实现人体生理信号的实时监控。通过Agcl电极片采集到人体肢体导联电压波形，利用模拟预先抗混叠处理滤除奈奎斯特区间以外的频率，再经过模拟前端将信号放大1000倍，得到放大后的波形。利用STM32单片机实现IIR实时滤波消除50HZ的工频干扰与基线漂移，通过LMT70和MPU6050测得人体实时的体温和运动状态，再通过串口透传将数据传输到PC端上位机，PC端进行数据分析与信息反馈到电脑中，实现医生对病人的情况进行实时监控。
　　关键词 心电图 IIR滤波 健康监测 运动检测
　　中图分类号：R1 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2020）02-0024-04
　　1 研究目的
　　本设计达成了对人体心率、体温和运动状态的实时监控，通过无线传输将数据传输到上位机加以处理和显示。通过对单个方案的改进，来实现以下特点：
　　（1）具有低功耗和便携性，以方便长时间的穿戴。
　　（2）達到高精度的心率和温度测量，具有很好的抗干扰能力。
　　（3）实现低延时高功率的无线传输，已实现实时显示的目的。
　　2 实施方案
　　2.1 总体流程图（如图1）
　　2.2 电源设计方案
　　方案所需的温度采集芯片、心电信号采集芯片以及运动传感监测都需要3.3v的电压保障其正常工作，所以我们通过LM2596稳压芯片将12v的电池输入调节成稳定的3.3v输出电压，用来供给整个系统。
　　同时注意到由于本设计采用的温度采集芯片为TI公司的LMT70，其特点是高精度的16位AD采样。为避免LM2596产生的电压波动影响温度的精准性，需使用3.3v的基准电压给LMT70以实现温度补偿，达到测量人体体温高精度的目的。
　　2.3 模拟前端放大器
　　采用AgCl电极片，减小基线漂移。心电信号通过二级放大，放大倍数1000倍以上，第一级采用仪表放大器AD620进行放大，二级电路用LM358和OP07构成放大。通过ebyte串口透传，用于STM32与电脑串口通信，附加MPU6050用于测步和测距以及跌倒检测。心电部分采用右腿驱动，减小工频干扰。通过RC与运算放大器构成有源带通滤波器，0.3HZ-106Hz的频率可以通过。电源部分采用AMS11175.0V和7660s构成一对正负5的电压为运放供电。通过AMS11173.3V稳压到3.3V为STM32进行供电。[1]
　　2.4 单片机部分
　　2.4.1 主控单元选取
　　由于心电采集芯片使用了TI公司的ADS1292芯片，具有24位的高精度AD采样。STM32系列的单片机具有片内的AD转换器和多个外设接口，具有很好的扩展和移植性，因此适合完成IIR实施滤波和应用扩展。
　　2.4.2 配置关键的ads1292芯片的寄存器
　　ADS1292_REG[CONFIG1] =0x00;//连续转换模式
　　ADS1292_REG[CONFIG1] |=Ads1292_Config1.Data_Rate;// 设置采样率125HZ
　　ADS1292_REG[CONFIG2] =0x00;//设置测试信号
　　ADS1292_REG[CONFIG2] |=Ads1292_Config2.Pdb_Loff_Comp